胎盘的起源竟与古老病毒有关,造就生命延续的奇迹
人类的胎盘竟然是古代病毒感染的结果,没有它,我们或许无法来到这个世界。经历新冠疫情后,许多人提到病毒时只联想到威胁和毁灭,潜意识里希望能将所有病毒彻底消除,以获得更健康的生活。然而,最近我在《自然》期刊上读到的一篇论文让我震惊,展现了生命演化的深刻与荒谬:在我们的基因组中,23对染色体中有超过8%的基因是远古病毒留下的“化石”。其中一段病毒遗传物质在进化过程中,被哺乳动物的祖先重新利用,演变成了胎盘形成和维持妊娠的核心成分。换句话说,现代人类的胎生方式在基因层面上是对古代病毒的“恩情”。
生命延续中存在一个复杂的免疫学悖论:在母亲的免疫系统中,正在发育的胎儿有一半基因来自父亲,另一半来自母亲。根据免疫系统的生存法则,母体应当将胎儿视为威胁并予以清除。然而,绝大多数母亲能安然怀孕,关键在于胎盘的合胞体滋养层,这层特殊的细胞结构如同一道防火墙,保护胎儿不受母体免疫系统的攻击。其神秘之处在于,一种名为合胞素的蛋白质促进了胎盘细胞的融合。但令人震惊的是,编码合胞素的基因并非由哺乳动物自身产生,而是来自于已经灭绝的“人类内源性逆转录病毒W家族”的基因。
这种逆转录病毒通过一种技能,将其RNA逆转录为DNA并嵌入宿主细胞的基因中,数千万年前,这种病毒感染了哺乳动物祖先,并偶然间进入了生殖细胞。虽大多数个体因突变而消亡,但少数免疫力强大的个体让这段病毒遗传物质以无害的形式代代相传,成为内源性逆转录病毒。大自然的选择使得哺乳动物面对胎儿与母体之间的免疫冲突,不是重新设计细胞融合机制,而是利用这一久远的“病毒遗产”来形成胎盘。 球友会
生物界的“接力棒假说”进一步表明,这种对古代病毒的利用并非孤例,多个物种在不同的历史时期都经历过类似的病毒遗传物质采纳事件。没有这一系列古代病毒的感染,胎盘的进化历程及当今生命的样貌将是截然不同的。现代哺乳动物王国的丰富多样,实际上是古老病毒历史的延续。